专利名称：功率因数校正电路以及电源电路的利记博彩app
技术领域：
本发明实施例涉及功率因数技术，尤其涉及一种功率因数校正电路以及电源电路。
背景技术：
为提高电源电能利用率，通常需要对电源，特别是交流电源的输出进行功率因数校正。在小功率不间断电源(Uninterruptible Power System,UPS)中，因为电流比较小，通常为单相输入单相输出的方式，其中的功率因数校正电路通常采用单升压(Boost)电路结构，而对大功率UPS而言，考虑到波纹抑制、电感设计、半导体器件的选择以及实际配电情况等因素，通常是采用三相输入三相输出的方式，在这种大功率UPS中，需要采用双Boost电路结构的功率因数校正电路，以主动对各相电路进行功率因数校正。
图I为传统三相功率因数校正电路的结构示意图。如图I所示,传统三相功率因数校正电路是采用三个独立的双Boost电路结构，针对每相输入电压，均由一对Boost电路结构电路来对其进行功率因数校正，每个Boost电路结构均由二极管、电感、绝缘栅型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor, IGBT)和电容组成，具体地，如图I中对A相电压进行功率因数校正的电路包括Boost电路BI和Boost电路B2，其中，Boost电路BI包括由二极管D1、电感LI、二极管D21和电容Cl组成的串联电路，以及与连接在电容Cl的输出端与电感LI和二极管D21之间的IGBT ；Boost电路B2是与Boost电路BI对称的电路结构，二个Boost电路中的二极管的电流方向刚好相反设置，这样，电路BI就可以对正向输入交流电压进行功率因数校正，电路B2则可负向输入交流电压进行功率因数校正。在对A相电压进行功率因数校正时，在A相电压为正时，二极管Dl就会导通，A相电压通过Boost电路BI进行功率因数校正，当A相电压为负时，D4导通，A相电压通过Boost电路B2进行功率因数校正，从而利用两个Boost电路支路就可以主动实现对A相电压的功率因数校正。同样地，针对B相、C相电压的功率因数校正与A相相同。可以看出，由于每相输入电压均由对应的一对Boost电路对其主动进行功率因数校正，因此，可有效提高电源的功率因数，提高电源电能利用率。但是，现有三相功率因数校正电路中，共有6个Boost电路支路，由于三相输入电压均为正弦波电压，这样每个Boost电路支路只有一半时间在工作，Boost电路支路的利用率低，导致功率因数校正电路所使用的器件多，成本高；同时，由于各Boost电路均是间隔工作，使得各Boost电路支路电流峰值大,不利于Boost电路支路中的电感设计。
发明内容
本发明实施例提供一种功率因数校正电路以及电源电路，在满足对输入电压进行功率校正的同时，可提高功率因数校正电路中的校正电路的利用率，降低功率因数校正电路的成本。第一方面，本发明实施例提供一种功率因数校正电路，包括校正主电路和开关模块，其中所述校正主电路包括用于对正向交流电压进行功率因数校正的第一校正电路和第二校正电路，以及用于对负向交流电压进行功率因数校正的第三校正电路和第四校正电路，所述第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路和第四校正电路的输出端电连接；所述开关模块包括并联连接在所述第一校正电路和第三校正电路的输入端之间第一开关单元，以及并联连接在所述第二校正电路和第四校正电路的输入端之间的第二开关单兀；所述第一开关单元和第二开关单元均包括串联连接的2个受控开关，且所述2个受控开关之间设置有连接交流输入电压的电压输入端。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，各校正电路均包括依次连接的电感、二极管和电容，以及连接在所述二极管和电容之间的开关器件。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一校正电路和第二校正电路共用电容，和/或所述第三校正电路和第四校正电路共用电容。结合第一方面或第一方面的第一或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述开关模块包括3个并联连接的所述第一开关单元和3个并联连接的所述第二开关单元，一个所述第一开关单元和一个所述第二开关单元形成一对输入电压控制开关组；每对输入电压控制开关组上的电压输入端分别用于连接三相交流输入电压中不同相的交流输入电压。结合第一方面或第一方面的第一或第二或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述受控开关为晶闸管。第二方面，本发明实施例提供一种电源电路，包括上述本发明实施例提供的功率因数校正电路；所述功率因数校正电路中的开关模块连接有交流电源，所述交流电源用于提供交流输入电压。结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述的电源电路还包括供应直流电压的直流电源，所述直流电源通过开关器件挂接在所述电源电路中，用于在所述交流电源故障时提供直流电压。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述直流电源挂接在所述开关模块的输入端和/或输出端。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述交流电源的三相输出端中，至少两相输出端与N线之间分别通过开关器件挂接有所述直流电源。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述交流电源的三相输出端中，任一两相输出端之间通过开关器件挂接有所述直流电源。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述交流电源的三相输出端中，至少一相输出端与所述第三校正电路和第四校正电路的输入端之间挂接有所述直流电源，且所述直流电源与所述至少一相输出端之间，以及所述直流电源与所述第三校正电路或第四校正电路的输入端之间分别连接有开关器件。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第一校正电路或第二校正电路的输入端，与所述第三校正电路或第四校正电路的输入端之间通过开关器件挂接有所述直流电源。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述第一校正电路和第二校正电路的输入端，与所述第三校正电路和第四校正电路的输入端之间挂接有所述直流电源，且所述直流电源与所述第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路和第四校正电路的输入端之间均连接有开关器件。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述第一校正电路和/或第二校正电路的输入端与N线之间，以及所述第三校正电路和/或第四校正电路的输入端与N线之间分别通过开关器件挂接有所述直流电源。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述交流电源的三相输出端中至少一相输出端与N线之间，以及所述第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路或第四校正电路与N线之间，分别通过开关器件连接有所述直流电源。本发明实施例提供的功率因数校正电路以及电源电路，通过设置的开关模块，对输入电压与各校正电路之间的导通或断开进行控制，使得对输入电压进行功率因数校正时，可有效利用各校正电路，使得各校正电路可被充分利用，提高各校正电路的利用率，降低功率因数校正电路的成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为传统三相功率因数校正电路的结构示意图；图2A为本发明实施例一提供的功率因数校正电路的结构示意图；图2B为图2A中开关模块的结构示意图；图3为本发明实施例二提供的功率因数校正电路的结构示意图；图4为本发明实施例三提供的功率因数校正电路的结构示意图；图5为本发明实施例中三相输入电压的示意图；图6为本发明实施例四提供的功率因数校正电路结构示意图；图7为本发明实施例五提供的电源电路的示意图；图8为本发明实施例六提供的电源电路的示意图；图9为本发明实施例七提供的电源电路的示意图；图10为本发明实施例八提供的电源电路的示意11为本发明实施例九提供的电源电路的示意图；图12为本发明实施例十提供的电源电路的示意图；·
图13为本发明实施例i^一提供的电源电路的示意图；图14为本发明实施例十二提供的电源电路的示意图；图15为本发明实施例十三提供的电源电路的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供的功率因数校正电路，包括校正主电路和开关模块，其中，校正主电路包括用于对正向交流电压进行功率因数校正的第一校正电路和第二校正电路，以及用于对负向交流电压进行功率因数校正的第三校正电路和第四校正电路，第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路和第四校正电路的输出端电连接；开关模块包括并联连接在第一校正电路和第三校正电路的输入端之间第一开关单元，以及并联连接在第二校正电路和第四校正电路的输入端之间的第二开关单元；第一开关单元和第二开关单元均包括串联·连接的2个受控开关，且2个受控开关之间设置有连接交流输入电压的电压输入端。本实施例功率因数校正电路可主动对三相输入电压或单相输入电压进行功率因数校正，具体实现将在后面实施例分别进行说明。图2A为本发明实施例一提供的功率因数校正电路的结构示意图；图28为图2A中开关模块的结构示意图。如图2A所示，本实施例功率因数校正电路包括开关模块10和校正主电路20，该校正主电路20包括第一校正电路21、第二校正电路22、第三校正电路23和第四校正电路24，其中，第一校正电路21和第二校正电路22用于对正向交流电压进行功率因数校正，第三校正电路23和第四校正电路24用于对负向交流电压进行功率因数校正，该4个校正电路的输出端电连接；开关模块10与各校正电路的输入端连接，用于导通或断开交流输入电压与各校正电路之间的电连接。本实施例中，通过开关模块10可对交流输入电压与各校正电路之间的导通或断开进行控制，使得交流输入电压的正向交流电压可通过第一校正电路21和/或第二校正电路22进行功率因数校正，负向交流电压可通过第三校正电路23和/或第四校正电路24进行功率因数校正，从而可实现对交流输入电压的功率因数校正，提高电源电能利用率。本实施例中，如图2B所示，上述的开关模块10具体可包括第一开关单元101和第二开关单元102，其中第一开关单元101并联连接在第一校正电路21和第四校正电路24的输入端之间；第二开关单元102并联连接在第二校正电路22和第三校正电路23的输入端之间；第一开关单元101和第二开关单元102均由两个串联的受控开关组成，且2个受控开关之间均设置有连接输入电压的电压输入端。本实施例中，为对三相交流输入电压进行功率因数校正，如图2B所示，第一开关单元101和第二开关单元102的数量均为3个，其中一个第一开关101和一个第二开关单元102形成一个输入电压控制开关组，每对输入电压控制开关组上的电压输入端分别用于连接不同相输入电压，如图2B所示的A相电压、B相电压和C相电压分别连接到不同的输入电压控制开关组，这样，通过对各开关单元中的各受控开关进行控制，就可以控制不同时刻各相交流输入电压连接到不同的校正电路。本领域技术人员可以理解，图2B中的N表示的是零线，而A相、B相、C相均为火线。本实施例中，通过设置的开关模块对交流输入电压与校正电路之间的通断进行控制，可在交流输入电压为正时利用对正向交流电压进行功率因数校正的校正电路进行校正，在交流输入电压为负时利用对负向交流电压进行功率因数校正的校正电路进行校正，从而在对三相交流输入电压进行功率因数校正时，通过对各相交流输入电压与各校正电路之间的电连接控制，就可以充分利用4个校正电路对三相交流输入电压进行校正，可有效提高各校正电路的利用率，减少校正电路的数量，减少校正电路的成本。综上，本实施例提供的功率因数校正电路，通过设置开关模块，可控制输入电压与各校正电路之间的导通或断开，使得对输入电压进行功率因数校正时，可有效利用各校正电路，使得各校正电路可被充分利用，提高各校正电路的利用率，降低功率因数校正电路的成本。图3为本发明实施例二提供的功率因数校正电路的结构示意图。本实施例中，如图3所示，第一校正电路21、第二校正电路22、第三校正电路23和第四校正电路24均包括依次连接的电感、二极管和电容，以及连接在二极管和电容之间的开关管，本实施例中为绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor, IGBT),且第一校正电路21和第二校正电路22中的二极管和IGBT的电流导通方向允许正电流通过，以使得第一校正电路 21和第二校正电路22可对正向交流电压进行功率因数校正，该第一校正电路21和第二校正电路22可称为整流正电路；类似地，第三校正电路23和第四校正电路24中的二极管和IGBT的电流导通方向允许负向电流通过，以使得第三校正电路23和第四校正电路24可对负向交流电压进行功率因数校正，该第三校正电路23和第四校正电路24也称为整流负电路。本领域技术人员可以理解，上述的开关管除了可以是IGBT外，也可以是其他可以控制电路导通的开关管；上述允许正向电流通过的校正电路中，连接的电容可为正向电容，连接的二极管也可称为正向二极管；上述的校正电路具体为Boost电路，具体工作过程与传统Boost电路相同或类似。本实施例中，通过开关模块10可将交流输入电压中的正向交流电压连接到第一校正电路21和/或第二校正电路22，此时，可控制第一校正电路21和第二校正电路22中的IGBT的通断，对交流输入电压中的正向交流电压进行功率因数补偿，类似地，通过开关模块10可将交流输入电压中的负向交流电压连接到第三校正电路23和/或第四校正电路24，对负向交流电压部分进行功率因数补偿，其原理与传统功率因数校正电路相同，在此不再赘述。本实施例中，所述的第一校正电路21、第二校正电路22、第三校正电路23和第四校正电路24均为Boost电路，其中，第一校正电路21和第四校正电路24可组成一个双Boost电路结构，第二校正电路22和第三校正电路23可组成一个双Boost电路结构，从而可利用两个双Boost结构对交流输入电压进行功率因数校正，交流输入电压可以是三相输入电压或单相输入电压。本实施例中，各校正电路中各电子元件的型号选择可相同，只是对正向交流输入电压进行功率因数校正的第一校正电路和第二校正电路中的二极管和IGBT均是正向导通的连接方式，电容也是可对正向电压进行存储的正向连接方式连接。相反的，对负向交流输入电压进行功率因数校正的第三校正电路和第四校正电路中的二极管、IGBT、电容的连接方向与第一校正电路相反，从而可对负向交流输入电压进行功率因数校正。图4为本发明实施例三提供的功率因数校正电路的结构示意图。与上述图3所示实施例中的校正电路不同的是，本实施例中，第一校正电路21和第二校正电路22可共用电容，第三校正电路23和第四校正电路24可共用电容，这样，可减少电容的使用数量。本领域技术人员可以理解，实际应用中也可只有第一校正电路21和第二校正电路22共用，而第三校正电路和第四校正电路不共用，在此并不做特别限制。为便于对本发明实施例技术方案的理解，下面对利用本实施例对三相输入电压的功率因数校正控制过程进行说明。图5为本发明实施例中三相输入电压的示意图。如图5所示,其中，横坐标表示电压的相位，纵坐标表不不同相位时的电压大小，在每一时刻，即如图5中对应的每一相位，总是两个相位的电压为正，一个相位的电压为负，因此，在每一时刻，只要控制各相输入电压与各校正电路的电连接进行控制，就可利用该4个校正电路对三相输入电压进行功率因数校正。具体地，可根据各相电压的电压正负切换点，按照相位区间，将功率因数校 正电路的工作模态分成六个模态，分别为模态I :模态
权利要求
1.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括校正主电路和开关模块，其中 所述校正主电路包括用于对正向交流电压进行功率因数校正的第一校正电路和第二校正电路，以及用于对负向交流电压进行功率因数校正的第三校正电路和第四校正电路，所述第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路和第四校正电路的输出端电连接； 所述开关模块包括并联连接在所述第一校正电路和第三校正电路的输入端之间第一开关单元，以及并联连接在所述第二校正电路和第四校正电路的输入端之间的第二开关单元; 所述第一开关单元和第二开关单元均包括串联连接的2个受控开关，且所述2个受控开关之间设置有连接交流输入电压的电压输入端。
2.根据权利要求I所述的功率因数校正电路，其特征在于，各校正电路均包括依次连接的电感、二极管和电容，以及连接在所述二极管和电容之间的开关器件。
3.根据权利要求2所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述第一校正电路和第二校正电路共用电容，和/或所述第三校正电路和第四校正电路共用电容。
4.根据权利要求1-3任一所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述开关模块包括3个并联连接的所述第一开关单元和3个并联连接的所述第二开关单元，一个所述第一开关单元和一个所述第二开关单元形成一对输入电压控制开关组； 每对输入电压控制开关组上的电压输入端分别用于连接三相交流输入电压中不同相的交流输入电压。
5.根据权利要求1-4任一所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述受控开关为晶闸管。
6.一种电源电路，其特征在于，包括权利要求I所述的功率因数校正电路； 所述功率因数校正电路中的开关模块连接有交流电源，所述交流电源用于提供交流输入电压。
7.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，还包括供应直流电压的直流电源，所述直流电源通过开关器件挂接在所述电源电路中，用于在所述交流电源故障时提供直流电压。
8.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述直流电源挂接在所述开关模块的输入端和/或输出端。
9.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述交流电源的三相输出端中，至少两相输出端与N线之间分别通过开关器件挂接有所述直流电源。
10.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述交流电源的三相输出端中，任一两相输出端之间通过开关器件挂接有所述直流电源。
11.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述交流电源的三相输出端中，至少一相输出端与所述第三校正电路和第四校正电路的输入端之间挂接有所述直流电源，且所述直流电源与所述至少一相输出端之间，以及所述直流电源与所述第三校正电路或第四校正电路的输入端之间分别连接有开关器件。
12.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述第一校正电路或第二校正电路的输入端，与所述第三校正电路或第四校正电路的输入端之间通过开关器件挂接有所述直流电源。
13.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述第一校正电路和第二校正电路的输入端，与所述第三校正电路和第四校正电路的输入端之间挂接有所述直流电源，且所述直流电源与所述第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路和第四校正电路的输入端之间均连接有开关器件。
14.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述第一校正电路和/或第二校正电路的输入端与N线之间，以及所述第三校正电路和/或第四校正电路的输入端与N线之间分别通过开关器件挂接有所述直流电源。
15.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述交流电源的三相输出端中至少一相输出端与N线之间，以及所述第一校正电路、第二校正电路、第三校正电路或第四校正电路与N线之间，分别通过开关器件连接有所述直流电源。
全文摘要
本发明提供一种功率因数校正电路以及电源电路。该功率因数校正电路包括校正主电路和开关模块，校正主电路包括用于对正向交流电压进行功率因数校正的第一校正电路和第二校正电路，以及用于对负向交流电压进行功率因数校正的第三校正电路和第四校正电路；开关模块包括并联连接在第一校正电路和第三校正电路的输入端之间第一开关单元，以及并联连接在第二校正电路和第四校正电路的输入端之间的第二开关单元；第一开关单元和第二开关单元均包括串联连接的2个受控开关。本发明实施例提供的功率因数校正电路，可通过开关模块来控制各校正电路与输入电压之间的导通或断开，提高各校正电路的利用率，降低功率因数校正电路的成本。
文档编号H02J9/04GK102931829SQ20121044734
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者程洋, 王伟峰, 姚晓锋 申请人:华为技术有限公司